锂电池正极材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111864189A(43)申请公布日2020.10.30(21)申请号201910342502.5(22)申请日2019.04.29(71)申请人李爱军地址100871北京市海淀区颐和园路5号申请人黄杜斌北京金羽新能科技有限公司(72)发明人李爱军黄杜斌(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/485(2010.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图8页(54)发明名称锂电池正极材料及其制备方法(57)摘要本发明属于能源电化学领域，涉及一种锂电池正极材料及其制备方法。本发明的锂电池正极材料，其特征在于，正极材料为含有正极活性材料和固态电解质的混合材料。所述正极活性材料为锰酸锂(LiMn2O4)、钴酸锂(LiCoO2)、三元正极材料(LiNi1-x-yCoxMnyO2、LiNi1-x-yCoxAlyO2)其中至少一种；固态电解质为Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li1+xAlxGe2-x(PO4)3、Li7-xLa3Zr2-xTaxO12、Li7La3Zr2O12中的至少一种。该锂电池正极材料通过球磨、干燥、烧结制备。本发明的锂电池正极材料应用于锂电池，能显著提高电池的循环性能，具有很好的应用前景。CN111864189ACN111864189A权利要求书1/1页1.锂电池正极材料及其制备方法，其特征在于，正极材料为含有正极活性材料和固态电解质的混合材料。2.根据权利要求1所述的锂电池正极材料，其特征在于，所述正极活性材料为锰酸锂(LiMn2O4)、钴酸锂(LiCoO2)、三元正极材料(LiNi1-x-yCoxMnyO2、LiNi1-x-yCoxAlyO2)其中至少一种。3.根据权利要求1所述的锂电池正极材料，其特征在于，所述固态电解质为Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li1+xAlxGe2-x(PO4)3、Li7-xLa3Zr2-xTaxO12、Li7La3Zr2O12中的至少一种。4.根据权利要求1所述的锂电池正极材料及其制备方法，其特征在于，所述正极材料通过将正极活性材料和固态电解质混合、球磨、干燥、烧结制备而成。5.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述正极活性材料和固态电解质的质量比为(80～99.5):(20～0.5)，优选(95.5～98.5):(4.5～1.5)。6.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述所述球磨的条件为：球料质量比为(5～20):1，优选(8～10):1；转速为500～1000r/min，优选700～1000r/min；球磨时间0.5h～24h，优选2h～10h；球磨介质为乙醇、丙酮、异丙醇、甲苯其中至少一种。7.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述烧结温度为400～900℃，优选500～700℃；烧结升温速率为0.5～20℃/min，优选2.5～5℃/min；烧结气氛为空气、氧气、氮气、氩气其中至少一种。8.根据权利要求1至7任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料应用于锂电池中。2CN111864189A说明书1/4页锂电池正极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于能源电化学领域，涉及一种锂电池正极材料及其制备方法。背景技术[0002]自从1991年索尼商业化了第一款锂离子电池，电池在便携式电子产品中应用广泛。随着电动汽车和电网储能系统的日益增长的需求，开发能量密度更高、循环寿命更长、成本可承受的电池是非常必要的。然而近年来手机、电脑以及电动汽车着火的事故不断发生，锂电池的安全问题在实际应用中变得越来越重要。[0003]现在市场上商业化的正极材料主要是三元正极材料(LiNi1-x-yCoxMnyO2，LiNi1-x-yCoxAlyO2)、钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)和磷酸铁锂(LiFePO4)。其中三元正极材料、钴酸锂和锰酸锂占据市场的90％，但是在循环过程中，正极材料中的高价钴、镍、锰等会和电解液反应，加速电解液的分解，进而使循环性能下降。[0004]目前，很多策略用来提高锂电池的循环稳定性，例如：氧化物包覆(Al2O3,ZrO2,CeO2,TiO2)、磷酸盐包覆(AlPO4,YPO4,Li3PO4)、氟化物包覆(AlF3,NH4AlF4)、固态电解质包覆(Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3,Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3,Li3xLa2/3-xTiO3)，然而这些包覆层是通过溶胶-凝胶法、喷涂或原子层沉积等方法合成，不适合